基于微格教學下的化學實驗課教學模式探索

陳 文 王湘君 張順琦 李凌燕 王玉杰 鐘 淼

①海南熱帶海洋學院理學院 ②海南熱帶海洋學院水產與生命學院

化學是一門以實驗為基礎自然科學，化學中的科學規律都是在科學家在實驗中得到的，可見化學實驗的在化學學科中的特殊作用。化學實驗教學于中學生而言可使學生養成科學探究精神、提高實驗操作能力、增強構建化學知識體系能力等，但化學實驗、化學藥品具有一定的危險性，造成了多數化學實驗只能由教師講解或演示，使化學實驗失去了培養學生能力的初衷。本研究旨在探索微格教學下的化學實驗課教學模式，以促進化學師范生實驗教學能力的提高。

1 前言

在科教興國的政策下，對中學生的教育教學研究方面成為熱點。隨著時代的進步和電子信息技術的普及，微格教學作為一種新型教學模式逐步進入人們的視野[1]。所謂微格教學，是指教師利用視聽說等現代儀器設備，將教師所需講解的知識片段進行拍攝記錄，然后在同組同事教師和班級學生的點評下，不斷完善錄播的內容，讓學生和所要提高能力的教師進行視頻片段的反復學習以促進知識和能力成長的新型教育模式[2]。實驗知識是化學學科學習必不可少的實踐知識，但因化學實驗具有危險性、耗時性等因素，對化學教師的實驗準備、實驗講解教學和中學生的實際實踐操作都具有巨大的挑戰，故研究旨在探索微格教學下的化學實驗課模式[3]。微格教學[4]于化學教師而言，一方面可促進化學教師對實驗過程進行全方位檢查和評定，使組織設計能力提升，另一方面由多方面的評價和反思，可完善不足之處，發揮長處，激勵化學教師不斷學習。綜上，為解決化學實驗課程可以落實在每一所中學，研究旨在探索微格教學下的化學實驗課教學模式，為化學教師提供實驗教學方式，以提高學生的實驗探究能力[5]。

2 微格教學下的化學實驗課教學模式研究

2.1 化學實驗課教學模式研究進程

微格教學模式由時代進步孕生，在實踐中不斷被完善而趨于成熟，現已廣泛運用于多種學科的教學。林燕萍[5]以佛山科學技術學院為例，運用多媒體和新型信息技術對教育碩士生進行微格教學技能培養，對培養過程中產生的問題進行總結，并針對性的給予了建議，相對而言教育碩士已取得了較大的進步；霍平[6]等人發現在“互聯網+”時代，傳統微格教學已難以滿足師范生的成長需求，其通過研究傳統微格教學的突出問題，將化學專業特點與互聯網技術結相合，創建了一個以“經驗+反思=教師的專業成長”作為化學教師成長公式的“新微格教學實訓室”，使化學師范生以自評尋找自身不足，促進化學師范生專業養成；黃靜[7]以“結構-定向”為核心理念，對化學師范生進行了實驗教學訓練，構建了化學師范生的教育心理結構，由定向培養和微格教學相結合以優化教學過程，完善認知結構，強化理念意識，全方位提高師范生教育教學能力。綜上，不同教育家從不同角度對化學師范生在教育教學技能上存在的問題進行論述，并提出了解決途徑，對化學師范生在新課程改革下進一步提高自身能力起著至關重要作用。

2.2 基于微格教學的化學實驗課教學問卷調查

（1）調查目的。化學學科是一門以實驗為基礎的自然科學，本次調查的目的是為了探索新時代下高中生對化學實驗課的新需求以及對現有化學實驗課的滿意程度，以實驗調查結果為依據，對現有化學實驗課程進行微格化學實驗改革，促進微格教學在化學實驗課程的應用。

（2）調查對象。本次的調查對象為三亞各中學學生。

（3）調查方法。本次調查采用問卷調查法，利用紙質問卷在各中學進行隨機發放，回收所有問卷后進行數據處理。

（4）調查結果。本次調查問卷的總填寫人數307人。利用計算機電子表格對數據進行分析，實驗結果進行統計，其具體數據分布如下所示。

圖1 學生喜歡的化學課程情況

圖2 學生熱愛化學的原因情況

由上述調查顯示，中學生在對化學的學習上，熱衷于實踐，對于理論課程，更傾向于化學實驗的學習，而在對化學學科的熱愛，主要是化學實驗的可操作性及不確定性深深吸引著學生探索未知的欲望，使學生對化學實驗產生憧憬和想象。

圖3 化學實驗對化學學習幫助情況

圖4 實驗教學方式喜歡情況

由上述調查顯示，在實驗教學的意義上，實驗教學更有利于加深學生對理論知識的理解；在實驗教學的方法上，學生喜歡師生共同進行實驗探究，熱衷于邊講邊實驗；但是現在的多數中學對化學實驗課程安排仍處于起步階段，其主要原因一方面是因為實驗準備教師的不足，另一方面是因為實驗安全性得不到保障。因此微格教學應景而生，為促進學生對化學進一步深入開發了新的資源[8]。

2.3 化學實驗課教學模式面臨的問題

微格教學作為一種全新的教育模式已經逐步進入新時代的課堂，但在實踐的過程中也逐步顯示出新的問題[9]。目前，建立一個完整的微格教學實驗室不僅需要高昂的費用，而且還將產生隨之而來機器維護費用和化學實驗材料費用，這就致使各高校不可能均建立起微格實驗室；其次，微格教學因其包容性小，只能少人數進行訓練，而在大型師范院校，師范生數量龐大，進行微格教學訓練時只能分批分期，這就容易導致儀器的破損以及師范生發展不均衡；然后，化學實驗往往伴隨著一定的危險性，很多高校為了學生的安全，往往省略掉了危險實驗以及危險藥品的提供，這就使化學師范生訓練不充分不均衡；最后，化學師范生的教育教學指導老師較少，高校教師大多為教授或副教授，他們均有自己的科研項目，其大多數時間一部分用于課堂教學，一部分用于科學研究，因此，在指導師范生進行微格訓練就會力不從心，且師資力量也有所缺乏，就致使微格教學下的化學實驗課訓練成效低[10]。

傳統化學實驗課程[11]一般由教師主導，且多為分組授課，其一般過程為老師先進行半小時的實驗講解，包括確定實驗的目的、掌握實驗的原理、選擇適宜的實驗材料、設計合理的實驗步驟以及注意事項等方面，然后學生根據安排好的小組進行實驗，教師則在各小組間對各個實驗組的操作步驟及產生的問題給予解答，最后對各小組實驗現象以及實驗結果進行點評和總結，最后結束后均可離開實驗室，并在課后根據記錄撰寫實驗報告。傳統化學實驗教學中有一系列弊端，首先，多為教師主導，學生被動參與，這就使學生思考能力和探究能力下降；其次，課上進行實驗講解，已經浪費掉了大量的時間，會讓學生動手的時間縮短，從而使學生動手實驗時一味注重結果，對現象和原理認識不清楚；最后實驗儀器和材料的準備，也會使教師壓力增大，產生懈怠心理。

3 化學實驗課教學模式的建構

微格教學[12]的在實際操作中，就是指學生在微格教學實驗室里借助實驗室里的攝影機、電腦等電子儀器在規定的時間里記錄學生的完整的教學活動，然后由本人和同組同學及教師點評，用以完善自身，提升能力，在此基礎上，研究擬將進行以下改進。

3.1 節約成本，搭建開放性實驗室

針對化學微格實驗室平臺的構建，研究意將專門搭建轉向開放性實驗室，由此可節省大量成本[13]。高校均設有開放性實驗室供學生進行科學研究，場地及儀器設備均很完善，且多為空閑實驗室，學生可在其中自由進行實驗訓練；隨著社會的不斷進步，手機越來越智能化，其拍攝能力已經可比肩微格實驗室的錄像設備，由此學生可六人組成一個小組，兩人準備實驗及過程，兩人作評委對實驗課堂的過程進行評價，兩人對實驗人員用手機進行拍攝和近距離錄音，其次六人互相輪換，即可完成小型微格教學活動，其優勢不僅解決了高校對化學微格實驗室平臺構建的資金投入，又充分利用了學校開放化學實驗室。

3.2 化學實驗課微格教學評價標準的建構

針對傳統微格教學評價標準的不足，研究意將建立完善的微格教學評價標準對化學學生進行評價[14]。化學實驗的微格教學評價體系擬將分為學生學習情況（Learning）、教師教學（Instruction）、實驗操作（Operation）等三部分，從而建立LIO綜合評價表；學生學習評價比例30%，教師引導比例30%，實驗操作40%。學生學習方面，可根據學生實驗設計預習報告、實驗操作和實驗報告等顯示學生學習狀況的方面進行單項計分；教師引導方面，可根據教師上課精神狀態、教師語言流暢程度、教師的教學機智等方面進行單項計分；在實驗操作上，由實驗儀器操作的準確性、觀察實驗現象的全面性、記錄實驗數據的合理性等進行單項計分。研究查閱大量資料及實驗調查，為完善目前微課評價標準的不足，設計了具體評分標準及評價結果單以促進評價模式的進一步發展。

3.3 自主學習，節約化學實驗微格教學時間

針對化學微格教學過長的實驗講解，研究意將采用實驗前的學生自主學習來彌補不足的實驗時間[15]。在實驗課開始之前，教師就將實驗內容布置下去，讓學生在課下完成實驗的預習及實驗的設計，并由資料得出實驗的目的及可能產生的結果，由此來提升學生對化學實驗的理解和印象，在進行實驗之前，學生可將查閱資料后自己設計的實驗設計方案上交于教師，教師進行批閱，在課上利用兩分鐘左右的時間對學生產生的問題進行答疑，這樣做大大節省了課堂時間，在化學微格教學實訓室，教師可作為引導和評價的負責人，讓學生擁有充裕的時間進行實驗操作及數據處理，使整體教學時間可保持在15分鐘左右，從而使教學“微格”特點得以實現。

3.4 提高師范生實驗創新能力，以增強化學實驗安全性

針對傳統微格教學化學實驗危險性、部分現象不明顯的不足，研究意將提升對學生對化學實驗的創新設計能力[16]。化學實驗往往伴隨著危險品的使用，例如強酸強堿的強腐蝕性、氯氣、二氧化硫的氣體污染性等；另外，像電解質的導電實驗中，離子濃度又會對小燈泡亮度產生巨大影響，在傳統實驗中所運用低濃度鹽酸進行導電實驗時，濃度過低就使小燈泡不能看出是否發光，而使學生對實驗現象把握不準確。由此可見，在傳統實驗的基礎上進行創新改造是很有必要的，一方面可以降低危險和大氣污染，更使化學現象更明顯，易于觀察。因此需要培養學生的創新思維，以更綠色、更靈活、更安全、更節省的實驗設計理念其設計每一節實驗課，使微課更有意義。

4 結論

微格教學作為一種新的訓練模式和教學模式越來越受人們的關注，但其在化學實驗課程的應用還處于探索階段，因此研究首先對化學實驗課教學進行分析，得到了新時代較好的解決方案微格教學，然后針對傳統化學實驗課微格教學存在的弊端，相對應分析了產生的原因，并給予了優化方案，且設計了化學實驗課程微格教學評價標準和評價結果單。研究打破了傳統微格教學的一系列不足，將其獨特優勢應用于化學實驗教學訓練領域，首先為各高等院校培養化學師范生建立一個比較成熟的訓練方案，也為中學的學生們建立了一個新的學習方法，使其可綜合提升化學師范生和教師的化學實驗操作能力和探究創新能力，以提高化學學科的魅力。